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DE1211871B - Gleichlaufdrehgelenk mit Verschiebemoeglichkeit - Google Patents

Gleichlaufdrehgelenk mit Verschiebemoeglichkeit

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Publication number
DE1211871B
DE1211871B DEL41614A DEL0041614A DE1211871B DE 1211871 B DE1211871 B DE 1211871B DE L41614 A DEL41614 A DE L41614A DE L0041614 A DEL0041614 A DE L0041614A DE 1211871 B DE1211871 B DE 1211871B
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DE
Germany
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joint body
cage
grooves
balls
inner joint
Prior art date
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Pending
Application number
DEL41614A
Other languages
English (en)
Inventor
Erich Aucktor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Driveline Deutschland GmbH
Original Assignee
Loehr and Bromkamp GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Loehr and Bromkamp GmbH filed Critical Loehr and Bromkamp GmbH
Priority to DEL41614A priority Critical patent/DE1211871B/de
Priority to US268833A priority patent/US3218827A/en
Priority to GB1289963A priority patent/GB1042721A/en
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    • F16D2003/22313—Details of the inner part of the core or means for attachment of the core on the shaft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S464/00—Rotary shafts, gudgeons, housings, and flexible couplings for rotary shafts
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    • Y10S464/906—Torque transmitted via radially spaced balls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Description

  • Gleichlaufdrehgelenk mit Verschiebemöglichkeit Die Erfindung bezieht sich auf Gleichlaufdrehgelenke mit Verschiebemöglichkeit eines äußeren und eines inneren Gelenkkörpers relativ zueinander, deren Drehmomentübertragung durch Kugeln erfolgt, die in Längsrillen beider Gelenkkörper mit sich jeweils paarweise kreuzenden Längsmittellinien geführt und in öffnungen eines in einer Zylinderfläche des äußeren Gelenkkörpers axial vergchiebbaren Käfigs in einer Ebene gehalten sind. Grundsätzlich kann dabei der Rillenverlauf in vielfacher Weise gewählt sein.
  • Die Erfindung bezieht sich sowohl auf solche Gelenke, bei denen die Führungsrillen für die Kugeln in demselben Gelenkkörper denselben Schrägungswinkel haben, als auch auf solche Gelenke, bei denen das Vorzeichen des Schrägungswinkels der Führungsrillen in demselben Gelenkkörper abwechselt.
  • Bei bekannten Gelenken der ersten Ausführung ist ein kugelschalenförinig ausgebildeter Käfig auf dem inneren Gelenkkörper zentriert und er hat zum Vermeiden unnötiger Reibung einen Abstand zum äußeren Gelenkkörper. Bei diesen Gelenken erfolgt die axiale Verschiebung des inneren zum äußeren Körper nur durch gleitende Reibung der Laufkugeln in den schraubenförmig angeordneten Führungsrillen.
  • Bei bekannten Gelenken der zweiten Ausführung ist zwar bereits eine rollende Verschiebbarkeit des Gelenkes durch Abstand zwischen dem inneren Gelenkkörper und dem Käfig ermöglicht. Der Käfig hat jedoch unnötigerweise eine zylindrische Innenfläche, und es sind daher Ausformungen an dem Käfig erforderlich, um die Kugeln einwandfrei in der Gleichlaufebene halten zu können. Auch sind besondere Maßnahmen erforderlich, um das Auseinanderfallen des Gelenkes zu verhindern, die den Käfigaufbau noch komplizierter machen und die Montierung des Gelenkes erschweren.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines konstruktiv einfachen Verschiebegelenkaufbaus mit einfacher Montierungsmöglichkeit. Weiterhin soll die axial,e Verschiebung der Gelenke auch bei Gelenken der ersten Ausführung weitgehend rollend erfolgen können.
  • Zum Lösen dieser Aufgabe ist nach der Erfindung die Kombination der einerseits aus der erstgenannten und andererseits aus der zweitgenannten Ausführung bereits bekannten Merkmale vorgesehen, daß der Käfig kugelschalenförmig ausgebildet und mit einem eine Relativverschiebung gegenüber dem inneren Gelenkkörper zulassenden Abstand zu diesem angeordnet ist.
  • Der entscheidende Fortschritt gegenüber der erstgenannten bekannten Ausführung besteht darin, daß der Käfig auch gegenüber dem inneren Gelenkkörper um eine gewisse Strecke verschiebbar ist. Dadurch kann die Verschiebung durch eine rollende Bewegung eingeleitet werden, so daß das »Losbrechen« bzw. Anschieben des Gelenkes sehr feinfühlig erfolgen kann. Nach Anschlag des Käfigs am inneren Gelenkkörper setzt sich die Verschiebung dann in der bekannten Weise gleitend fort.
  • Der entscheidende Fortschritt gegenüber der zweitgenannten bekannten Ausführung, bei der bereits eine rollende Verschiebung vorhanden ist, besteht in der konstruktiv besonderen Einfachheit des Gelenkes gemäß der Erfindung; denn bei einem Gelenk gemäß der Erfindung kann mit den üblichen Festgelenkbauteilen gearbeitet werden, wobei lediglich die Dimensionierung so geändert wird, daß der zum Verschieben des kugelschalenförmigen Käfigs gegenüber dem inneren Gelenkkörper notwendige Abstand geschaffen wird. Die Kugeln worden jedoch in der üblichen Weise bei jedem Beugungswinkel einwandfrei gehalten.
  • Bei den Gelenken gemäß der Erfindung mit abwechselnd entgegengesetzt steigenden Führungsrillen in demselben Gelenk ist außerdem die Montage besonders einfach, da bei kugelförmiger Gestalt der äußeren Käfigfläche infolge der paarweisen Annäherung der Längsrillen im äußeren Gelenkkörper der innere Gelenkkörper mitsamt dem Käfig und den eingesteckten Kugeln vormontiert und dann in einfacher Weise in den äußeren Gelenkkörper eingeschwenkt werden können. Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • F i g. 1 zeigt ein Gleichlauf-Verschiebegelenk nach der Erfindung im Längsschnitt, und zwar längs der Linie 1-1 in F i g. 2, wobei zur einfachen Darstellung die Kugelrillen im inneren und äußeren Gelenkkörper in die Zeichenebene eingeschwenkt dargestellt sind; F 1 g. 2 ist ein Querschnitt durch das Gelenk längs der Linie II-11 in F i g. 1; F i g. 3 ist der Teil einer Abwicklung der Innenfläch#e des äußeren Gelenkkörpers und der Außenfläche des inneren Gelenkkörpers bei einem Gelenk
    äußeren und der Außenfläche des inneren Gelenkkörpers eines Gelenks der Gattung der eingangs zweitgenannten bekannten Ausführung, bei dem die benachbarten Längsrillen in jedem Gelenkkörper abwechselnd in entgegengesetzter Richtung steigen.
  • Der innere Gelenkkörper 1 sitzt mittels einer Keilverzahnung 2 auf der Welle 3 der beiden miteinander zu verbindenden Wellen 3 und 4. Die Welle 4 hat an ihrem dem Gelenk 'benachbarten Ende einen Flansch 4 a, der über -in der Zeichnung nicht eingezeichnete Schrauben mit dem Flansch 5 a des äußeren Gelenkkörpers 5 des Gleichlauf-Verschiebegelenks verbunden ist. Der äußere Gelenkkörper 5 besitzt eine zylindrische Innenfläche 6,- in die längs einer Schraubenlinie verlaufende Rillen 7 eingearbeitet sind. Zur Vereinfachung der Darstellung sind diese Rillen 7 in der F i g. 1 in die Zwischenebene hineingelegt. In den Umfang des inneren Gelenkkörpers sind ebenfalls längs einer Schraubenlinie verlaufende Rillen 8 eingearbeitet, die ebenso wie die Rillen 7 in die Zeichenebene gedreht gezeichnet sind. In jeweils einander radial gegenüberliegenden Rillen 7 und 8 sind Kugeln 9 angeordnet, welche das an einer Welle eingeleitete Drehmoment von einem Gelenkkörper auf den anderen übertragen. Die Kugeln sind in einem Käfig 10 gehalten, der innen mit einer zu dem Mittelpunkt Z zentrischen Kugelfläche auf der eine Kugelzonenfläche um den gleichen Mittelpunkt Z bildenden Außenfläche 11 des inneren Gelenkkörpers geführt ist. Die Rillen 7 im äußeren Gelenkkörper verlaufen längs einer in der einen Richtung steigenden Schraubenlinie und die Rillen 8 im inneren Gelenkkörper 1 längs einer in der entgegengesetzten Richtung steigenden Schraubenlinie. Dies ist aus F i g. 3 ersichtlich, in welcher ein Stück der Abwicklungen des äußeren Gelenkkörpers und des inneren Gelenkkörpers gezeigt ist. Die Kugeln 9 liegen jeweils im Schnittpunkt der Mittellinien der Rillen 7 und 8.
  • Beim Beugen des Gelenks wandern die Kugeln in den Rillen 7 und 8 unterhalb der durch den Mittelpunkt Z des inneren Gelenkkörpers gehenden Schwenkachse 11-II nach rechts und oberhalb nach links, und zwar um den halben Beugungswinkel.
  • Der Mittelpunkt Z des inneren Gelenkkörpers kann längs der geometrischen Achse der Welle 4 nach rechts und links wandern, wobei die Welle 3 bei der Verschiebung des Mittelpunktes Z auf der Achse der Welle 4 entsprechend dem Steigungswinkel der beiden Rillen 7 und 8 eine zusätzliche Drehung erhält. Die Längsverschiebemöglichkeit des inneren Gelenkkörpers 1 mit darüberliegendem Kugelkäfig 10 gegenüber dem äußeren Gelenkkörper 5 ist einerseits durch den Flansch 4 a der Welle 4 und andererseits durch den Sicherungsring 12 begrenzt. Die Verschiebung des inneren Gelenkkörpers 1 längs der Keilverzahnung 2 ist durch den Sprengring 13 verhindert, mit welchem der innere Gelenkkörper 1 in seiner Lage gegenüber der Welle 3 fixiert ist. Sobald der Käfig bei der Verschiebung an einem der Gelenkkörper zur Anlage kommt, geht dann die ursprünglich rollende Verschiebung in die bekannte gleitende Verschiebung über.
  • Bei den F i g. 1 und 2 ist angenommen, daß die Kugelrillen 7 und 8 längs Schraubenlinien auf einer
    welchem diese durch die mit dem Schnitt II-II in F i g. 1 zusammenfallende mittlere Querebene, des Gelenks hindurchgeht.
  • Da die Rillen 7 und 8 auf Schraubenlinien mit entgegengesetzter Steigung liegen, wird bei der übertragung einesDrehmoments auf dieKugeln eineSchubkraft F ausgeübt, die bei allen Kugeln in der gleichen Richtung wirkt. Es sei angenommen, daß die übertragung des Drehmoments in der Darstellung der F i g. 1 in der Weise vorgenommen ist, daß die Schubkräfte F alle nach rechts gerichtet sind. Diese Kräfte F werden auf den Käfig 10 übertragen und bewirken, daß der Käfig an der mit 14 bezeichneten Stelle auf die Außenftäche 11 des inneren Gelenkkörpers drückt. Bei der übertragung eines großen Drehmoments kann dies durch die Keilwirkung zwischen der Innenfläche des Käfigs 10 und der Außenfläche 11 des inneren Gelenkkörpers 1 an dieser Stelle zu einer erheblichen Stützkraft führen, so daß bei dieser Ausführung des Gelenks die übertragbarkeit des Drehmoments bei höheren Drehzahlen begrenzt ist.
  • Diese Stützkraft wird in bekannter Weise vermieden, wenn, wie in F i g. 4 an der Abwicklung des äußeren Gelenkkörpers 5 und des inneren Gelenkkörpers 1 gezeigt ist, die jeweils über den Umfang benachbarter Rillen 7 bzw. 8 mit entgegengesetzter Steigung ausgeführt werden, wobei wiederum diese Rillen 7 und 8 längs Schraubenlinien oder Tangenten an diese Schraubenlinien verlaufen können.
  • Bei einer Ausführung eines Gleichlauf-Verschiebegelenks, das der F i g. 1 mit der einzigen Ausnahme entspricht, daß die Längsrillen 7 und 8 so verlaufen, ,eht, sind die Längswie es aus der F i g. 4 hervorg schubkräfte F, die von den Kugeln 9 auf den Käfig 10 ausgeübt werden, bei einander in Umfangsrichtung benachbarten Kugeln jeweils entgegengesetzt gerichtet, so daß sich die auf den Käfig ausgeübten Kräfte gegenseitig aufheben und somit keine Stützkraft zwischen dem Kugelkäfig 10 und dem inneren Gelenkkörper 1 auftreten kann. Bei dieser Ausführung der Kugelrillen ist jedoch keine freie Längsverschiebemöglichkeit des inneren Gelenkkörpers mehr gegenüber dem äußeren Gelenkkörper möglich, da sich bei einer Verschiebung des inneren Gelenkkörpers gegenüber dem äußeren Gelenkkörper der Umfangsabstand einander benachbarter Kugeln ändert. Trotzdem ist eine begrenzte Verschiebemöglichkeit vorhanden, da gemäß F i g. 2 die Käfigöffnungen 15 für die Kugeln 9 in Umfangsrichtung eine durch die Pfeile hervorgehobene größere Weite haben, als dem Durchmesser der Kugeln 9 entspricht. Der innere Gelenkkörper kann also gegenüber dem äußeren Gelenkkörper in den Grenzen verschoben werden, die durch die Umfangsweite der öffnungen gegenüber dem Durchmesser der Kugeln gegeben sind.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Gleichlaufdrehgelenk mit Verschiebemöglichkeit eines äußeren und eines inneren Gelenkkörpers relativ zueinander, deren Drehmomentübertragung durch Kugeln erfolgt, die in Längsrillen beider Gelenkkörper mit sich jeweils paarweise kreuzenden Längsmittellinien geführt und in öffnungen eines in einer Zylinderfläche des äußeren Gelenkkörpers axial verschiebbaren Käfigs in einer Ebene gehalten sind, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale, daß a) der Käfig (10) kugelschalenförmig ausgebildet und b) mit einem eine Relativverschiebung gegenüber dem inneren Gelenkkörper (1) zulassenden Abstand zu diesem angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften. Französische Patentschrift Nr. 1287 546; britische Patentschrift Nr. 870 758; USA.-Patentschriften Nr. 2 182 455, 2 309 939, 2 313 279, 2 322 570.
DEL41614A 1962-03-30 1962-03-30 Gleichlaufdrehgelenk mit Verschiebemoeglichkeit Pending DE1211871B (de)

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